【创新设计】学年高二物理教科版选修3-4章末检测：第五章&光的波动性&Word版含解析[数理化网]&&人教版
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章末检测(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(每小题5分，共60分)1．两盏普通白炽灯发出的光相遇时，观察不到干涉条纹，这是因为( )A．两盏灯亮度不同B．灯光的波长太短C．两盏灯灯光的振动情况不同D．电灯发出的光不稳定解析 答案 C2．(2014?大纲全国，17)在双缝干涉实验中，一钠灯发出的波长为589nm的光，在距双缝1.00m的屏上形成干涉图样．图样上相邻两明纹中心间距为0.350cm，则双缝的间距为( )A．2.06×10－7mB．2.06×10－4mC．1.68×10－4mD．1.68×10－3m解析 由Δx＝λ，可得双缝间距d＝?λ＝m＝1.68×10－4m．选项C正确．答案 C3．下列四种现象中与光的干涉有关的是( )A．雨后空中出现彩虹B．肥皂泡的表面呈现彩色C．一束白光通过三棱镜后形成彩色光带D．一束白光通过很窄的单缝后的光屏上形成彩色光带解析 雨后空中出现的彩虹是光的折射现象；肥皂泡的表面呈现彩色是光的薄膜干涉；白光通过三棱镜后形成彩色光带是光的折射现象；一束白光通过很窄的单缝后在光屏上形成彩色光带是单缝衍射现象，选项B正确．答案 B4．单色光源发出的光经一狭缝，照射到光屏上，可观察到的图像是下图中( )解析 光的双缝干涉条纹是等间距等宽度的明暗相间的条纹，而在光的单缝衍射图样中，中间是宽度最大最亮的亮条纹，在中央亮条纹两边的亮条纹宽度越来越小，亮度也越来越低，故选项A正确．答案 A图15．如图1所示是用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平整的装置，所用单色光是用普通光通过滤光片产生的，检查中所观察到的干涉条纹是由下列哪两个表面反射的光线叠加而成的( )A．a的上表面和b的下表面B．a的上表面和b的上表面C．a的下表面和b的上表面D．a的下表面和b的下表面解析 干涉法的原理是利用单色光的薄膜干涉，这里的薄膜指的是样板与待测玻璃板之间的空气层．在空气层的上表面和下表面分别反射的光会发生干涉，观察干涉后形成的条纹是否为平行直线，可以断定厚玻璃板的上表面是否平整．因此选项C是正确的．答案 C6.如图2所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )图2A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析 自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振片，则P点无光亮，将B转过90°时，偏振光的振动方向与B偏振片的透振方向平行，偏振光就能通过偏振片，在P处就可看到光亮，D项正确．答案 BD7.如图3所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以( )图3A．增大S1与S2的间距B．减小双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光解析 在双缝干涉实验中，相邻两条亮纹(或暗纹)间的距离Δx＝λ，要想增大条纹间距可以减小两缝间距d，或者增大双缝屏到光屏的距离l，或者换用波长更长的光做实验．由此可知，选项C正确，选项A、B、D错误．答案 C8．下列有关光现象的说法不正确的是( )A．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象B．泊松亮斑是光的衍射现象C．双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度解析 光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象，减弱反射光的强度，增加透射光的强度，选项A正确；泊松亮斑是光的衍射现象形成的，选项B正确；双缝干涉实验中条纹间距Δx＝λ，紫光改为红光即λ增大，则Δx增大，选项C正确；拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，选项D错误．答案 D9．激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是( )A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离解析 电磁波是横波，A项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，B项错；相干光的条件是频率相同，C项错，D项正确．答案 D10．下列说法中正确的是( )A．光导纤维传送光信号是利用了光的全反射现象B．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的偏振现象C．门镜可以扩大视野是利用了光的干涉现象D．照相机镜头表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的衍射现象解析 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用了薄膜干涉，选项B错误；门镜可以扩大视野是利用了光的折射，选项C错误；照相机镜头上的增透膜利用了光的干涉，选项D错误．答案 A11.半圆形玻璃砖横截面如图4所示，AB为直径，O点为圆心．在该截面内有a、b两束单色可见光从空气垂直于AB射入玻璃砖，两入射点到O点的距离相等．两束光在半圆边界上反射和折射的情况如图所示，则a、b两束光( )图4A．a光频率比b光大；B．以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大C．在同种均匀介质中传播，a光的传播速度较小D．分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻条纹间距大解析 由于两束光的入射点到O点的距离相等，因此它们在半圆边界上的入射角相同，由于b光发生全反射，而a光能够折射，说明b光的全反射临界角小于a光的全反射临界角，由sinC＝可知，b光在介质中的折射率大于a光的折射率，所以b光的频率比a光的频率高，b光的波长比a光的短，选项A错误；由v＝可知，在同种介质中a光的传播速度大，C项错误；以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射程度大，折射角小，B项错误；由Δx＝λ可知分别通过同一双缝干涉装置，a光的相邻亮条纹间距大，选项D正确．答案 D12.如图5所示，a、b两束光以不同的入射角由介质射向空气，结果折射角相同，下列说法正确的是( )图5A．b在该介质中的折射率比a大B．若用b做单缝衍射实验，要比用a做中央亮条纹更宽C．用a更易观测到泊松亮斑D．做双缝干涉实验时，用a光比用b光两相邻亮条纹中心的距离更大解析 题设条件知，θ1a＝θ1b，θ2anb，A错误；因为na>nb，所以λa<λb，又Δx＝λ，故Δxa<Δxb，B正确，D错误；而波长越长，衍射现象越明显，C错误．本题主要考查折射率公式应用，各种色光的波长、频率、折射率的大小顺序排列．答案 B二、填空题(共3小题，共40分)13．(10分)1834年，洛埃利用单面镜得到了杨氏干涉的结果．洛埃镜实验的基本装置如图6所示，S为单色光源，M为一平面镜．S经平面镜反射光和直接发出的光在光屏上相遇叠加形成干涉条纹，其光路如图所示，若已知光源到平面镜的距离为a，光源到屏的距离为l，相邻两条亮纹的距离为Δx，则光波的波长λ＝____________.图6解析 光源S到像点S′的距离d＝2a，相当于双缝间距离．由Δx＝λ，得λ＝＝.答案 14．(15分)如图7所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m，则在这里出现的应是________(选填“亮条纹”或“暗条纹”)，图7现改用波长为6.30×10－7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将______(选填“变宽”、“变窄”或“不变”)．解析 P点距离两缝的距离之差是波长的1.5倍，是半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．由于条纹间距Δx＝λ(d为两条狭缝间的距离，l为双缝与屏间距离)波长变长，条纹间距变宽．答案 暗条纹 变宽15．(15分)如图8所示，在利用双缝干涉测量光的波长的实验中，需要从标尺上读出某条亮纹的位置．图中所示的读数是________mm.图8若缝与缝间相距d，双缝到屏间的距离为L，相邻两个亮条纹中心的距离为Δx，则光的波长表示为λ＝________(字母表达式)，某同学在两个亮条纹之间测量，测出以下结果，其他数据为：d＝0.20mm，L＝700mm，测量Δx的情况如图9所示．由此可计算出该光的波长为：λ＝________m.图9解析 从图中可以看出，主尺示数为5mm，游标尺第12条刻线与主尺上的刻线对齐，即游标尺示数为：12×0.02mm＝0.24mm，图中的游标卡尺的示数为：5mm＋0.24mm＝5.24mm.由干涉条纹间距的计算公式：Δx＝λ，解得光的波长表达式为：λ＝.由图中可以求出条纹间距为：Δx＝mm＝1.96mm，代入数据解得光的波长为：λ＝5.6×10－7m.答案 5.24 Δx 5.6×10－7
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第十―章 机械振动与机械波
第―节 简谐运动
【教学目的】
（1）了解什么是机械振动、简谐运动
（2）正确理解简谐运动图象的物理含义，知道简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线。
【教学难点】偏离平衡位置的位移与位移的概念容易混淆；在一次全振动中速度的变化
课型：启发式的讲授课
教具：钢板尺、铁架台、单摆、竖直弹簧振子、皮筋球、气垫弹簧振子、微型气源
【教学过程】（教学方法）
[引入]我们学习机械运动的规律，是从简单到复杂：匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动，今天学习一种更复杂的运动――简谐运动。
1．机械振动
振动是自然界中普遍存在的一种运动形式，请举例说明什么样的运动就是振动？
[讲授]微风中树枝的颤动、心脏的跳动、钟摆的摆动、声带的振动……这些物体的运动都是振动。请同学们观察几个振动的实验，注意边看边想：物体振动时有什么特征？
[演示实验]（1）一端固定的钢板尺[见图1（a）]（2）单摆[见图1（b）]
（3）弹簧振子[见图1（c）（d）]
（4）穿在橡皮绳上的塑料球[见图1（e）]
[提问] 这些物体的运动各不相同：运动轨迹是直线的、曲线的；运动方向水平的、竖直的；物体各部分运动情况相同的、不同的……它们的运动有什么共同特征？
[归纳] 物体振动时有一中心位置，物体（或物体的一部分）在中心位置两侧做往复运动，振动是机械振动的简称。
2．简谐运动
简谐运动是一种最简单、最基本的振动，我们以弹簧振子为例学习简谐运动。
（1）弹簧振子
演示实验：气垫弹簧振子的振动
[讨论] a．滑块的运动是平动，可以看作质点
b．弹簧的质量远远小于
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